மின்தேக்கிகளில் esr மற்றும் esl ஐப் புரிந்துகொள்வது

எந்தவொரு மின்னணு வடிவமைப்பிலும் அதிகம் பயன்படுத்தப்படும் மின்னணு கூறுகள் மின்தடையங்கள் (ஆர்), மின்தேக்கிகள் (சி) மற்றும் தூண்டிகள் (எல்) ஆகும். இந்த மூன்று செயலற்ற கூறுகளின் அடிப்படைகள் மற்றும் அவற்றை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது என்பது நம்மில் பெரும்பாலோருக்கு தெரிந்திருக்கும். கோட்பாட்டளவில் (இலட்சிய நிலைமைகளின் கீழ்) ஒரு மின்தேக்கியை கொள்ளளவு கொண்ட பண்புகளைக் கொண்ட தூய மின்தேக்கியாகக் கருதலாம், ஆனால் நடைமுறையில் ஒரு மின்தேக்கியுடன் அதனுடன் சில எதிர்ப்பு மற்றும் தூண்டக்கூடிய பண்புகளும் இருக்கும், அவை ஒட்டுண்ணி எதிர்ப்பு அல்லது ஒட்டுண்ணி தூண்டல் என அழைக்கிறோம். ஆமாம், ஒரு ஒட்டுண்ணியைப் போலவே இந்த தேவையற்ற எதிர்ப்பும் தூண்டல் பண்புகளும் ஒரு மின்தேக்கியின் உள்ளே அமர்ந்து தூய மின்தேக்கியைப் போல செயல்படுவதைத் தடுக்கின்றன.

எனவே ஒரு சுற்று பொறியியலாளர்களை வடிவமைக்கும்போது முதன்மையாக கூறுகளின் சிறந்த வடிவத்தை கருதுகின்றனர், இந்த விஷயத்தில் கொள்ளளவு மற்றும் அதனுடன் ஒட்டுண்ணி கூறுகளும் (தூண்டல் மற்றும் எதிர்ப்பு) அதனுடன் தொடராக கருதப்படுகிறது. இந்த ஒட்டுண்ணி எதிர்ப்பை சமமான தொடர் எதிர்ப்பு (ESR) என்றும் ஒட்டுண்ணி தூண்டல் சமமான தொடர் தூண்டல் (ESL) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இந்த தூண்டல் மற்றும் எதிர்ப்பின் மதிப்பு மிகச் சிறியதாக இருக்கும், இது எளிய வடிவமைப்புகளில் புறக்கணிக்கப்படலாம். ஆனால் சில உயர் சக்தி அல்லது அதிக அதிர்வெண் பயன்பாட்டில் இந்த மதிப்பு மிகவும் முக்கியமானது மற்றும் கருதப்படாவிட்டால் கூறு செயல்திறன் அல்லது வெளியீடு எதிர்பாராத முடிவுகளை குறைக்கலாம்.

இந்த கட்டுரையில் இந்த ஈ.எஸ்.ஆர் மற்றும் ஈ.எஸ்.எல் பற்றி மேலும் அறிந்து கொள்வோம் , அவற்றை எவ்வாறு அளவிடுவது மற்றும் அவை ஒரு சுற்றுக்கு எவ்வாறு பாதிப்பை ஏற்படுத்தும். இதைப் போலவே ஒரு தூண்டியும் டி.சி.ஆர் எனப்படும் சில ஒட்டுண்ணி பண்புகளைக் கொண்டிருக்கும், இது வேறு கட்டுரையில் வேறு சில சமயங்களில் விவாதிப்போம்.

மின்தேக்கிகளில் ஈ.எஸ்.ஆர்

எதிர்ப்பைக் கொண்ட தொடரில் ஒரு சிறந்த மின்தேக்கி மின்தேக்கியின் சமமான தொடர் எதிர்ப்பு என அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு மின்தேக்கியில் சமமான தொடர் எதிர்ப்பு அல்லது ஈ.எஸ்.ஆர் என்பது சாதனத்தின் கொள்ளளவோடு தொடரில் தோன்றும் உள் எதிர்ப்பு ஆகும்.

மின்தேக்கியின் ஈ.எஸ்.ஆரைக் குறிக்கும் கீழேயுள்ள சின்னங்களைப் பார்ப்போம். மின்தேக்கி சின்னம் இலட்சிய மின்தேக்கியையும் மின்தடையையும் சமமான தொடர் எதிர்ப்பாகக் குறிக்கிறது. மின்தடையுடன் தொடரில் மின்தடை இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

ஒரு சிறந்த மின்தேக்கி இழப்பற்றது, அதாவது மின்தேக்கி கடை கட்டணம் மற்றும் வெளியீட்டின் அதே அளவு கட்டணத்தை வழங்குகிறது. ஆனால் உண்மையான உலகில், மின்தேக்கிகள் வரையறுக்கப்பட்ட உள் எதிர்ப்பின் சிறிய மதிப்பைக் கொண்டுள்ளன. இந்த எதிர்ப்பு மின்கடத்தா பொருளிலிருந்து வருகிறது, ஒரு இன்சுலேட்டரில் அல்லது பிரிப்பானில் கசிவு. இதனுடன் சேர்த்து, சமமான தொடர் எதிர்ப்பு அல்லது ஈ.எஸ்.ஆர் அதன் கொள்ளளவு மதிப்பு மற்றும் கட்டுமானத்தின் அடிப்படையில் வெவ்வேறு வகையான மின்தேக்கிகளில் வெவ்வேறு மதிப்புகளைக் கொண்டிருக்கும். எனவே ஒரு மின்தேக்கியின் முழுமையான பண்புகளை பகுப்பாய்வு செய்ய இந்த ஈ.எஸ்.ஆரின் மதிப்பை நடைமுறையில் அளவிட வேண்டும்.

மின்தேக்கிகளில் ஈ.எஸ்.ஆரை அளவிடுதல்

ஒரு மின்தேக்கியின் ஈ.எஸ்.ஆரை அளவிடுவது பிட் தந்திரமானது, ஏனெனில் எதிர்ப்பு ஒரு தூய டி.சி எதிர்ப்பு அல்ல. இது மின்தேக்கிகளின் சொத்து காரணமாகும். மின்தேக்கிகள் டி.சி.யைத் தடுத்து ஏ.சி. எனவே, ESR ஐ அளவிட நிலையான ஓம்ஸ் மீட்டரைப் பயன்படுத்த முடியாது. ஒரு குறிப்பிட்ட மின்தேக்கியின் ஈ.எஸ்.ஆரை அளவிட பயனுள்ளதாக இருக்கும் குறிப்பிட்ட ஈ.எஸ்.ஆர் மீட்டர்கள் சந்தையில் கிடைக்கின்றன. இந்த மீட்டர்கள் மின்தேக்கி முழுவதும் ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணில் சதுர அலை போன்ற மாற்று மின்னோட்டத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. சமிக்ஞையின் அதிர்வெண் மாற்றத்தின் அடிப்படையில் மின்தேக்கியின் ஈஎஸ்ஆர் மதிப்பைக் கணக்கிட முடியும். இந்த முறையின் ஒரு நன்மை என்னவென்றால், ஈ.எஸ்.ஆர் ஒரு மின்தேக்கியின் இரண்டு முனையங்களில் நேரடியாக அளவிடப்படுவதால், அதை சர்க்யூட் போர்டில் இருந்து டி-சாலிடரிங் இல்லாமல் அளவிட முடியும்.

மின்தேக்கியின் ஈ.எஸ்.ஆரைக் கணக்கிடுவதற்கான மற்றொரு தத்துவார்த்த வழி, மின்தேக்கியின் சிற்றலை மின்னழுத்தம் மற்றும் சிற்றலை மின்னோட்டத்தை அளவிடுவது, பின்னர் இரண்டின் விகிதமும் மின்தேக்கியில் ஈ.எஸ்.ஆரின் மதிப்பைக் கொடுக்கும். இருப்பினும், மிகவும் பொதுவான ஈ.எஸ்.ஆர் அளவீட்டு மாதிரியானது மின்தேக்கி முழுவதும் மாற்று மின்னோட்ட மூலத்தை கூடுதல் எதிர்ப்புடன் பயன்படுத்துவதாகும். ESR ஐ அளவிட ஒரு கச்சா சுற்று கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது

Vs என்பது சைன் அலை மூலமாகும் மற்றும் R1 என்பது உள் எதிர்ப்பாகும். மின்தேக்கி சி ஐடியல் மின்தேக்கி ஆகும், அதே சமயம் ஆர் 2 என்பது இலட்சிய மின்தேக்கியின் சமமான தொடர் எதிர்ப்பாகும். ஒரு விஷயம் நினைவில் கொள்ள வேண்டியது என்னவென்றால், இந்த ஈஎஸ்ஆர் அளவீட்டு மாதிரியில், மின்தேக்கியின் முன்னணி தூண்டல் புறக்கணிக்கப்படுகிறது, அது ஒரு பகுதியாக கருதப்படவில்லை சுற்று.

பரிமாற்ற செயல்பாடு இந்த சுற்றின் கருத்தை கீழே சித்தரிக்கப்படுகின்றனர் முடியும்

மேலே உள்ள சமன்பாட்டில், சுற்று உயர் பாஸ் அம்சம் பிரதிபலிக்கிறது; பரிமாற்ற செயல்பாட்டின் தோராயத்தை மேலும் மதிப்பிடலாம் -

H (கள்) ≈ R2 / (R2 + R1) ≈ R2 / R1

மேலே உள்ள தோராயமானது உயர் அதிர்வெண் செயல்பாடுகளுக்கு ஏற்றது. இந்த கட்டத்தில், சுற்று ஒரு விழிப்புணர்வாக செயல்படத் தொடங்குகிறது.

விழிப்புணர்வு காரணி இவ்வாறு வெளிப்படுத்தப்படலாம் -

⍺ =, R2 / (, R2 +, R1)

மின்தேக்கிகள் ஈ.எஸ்.ஆரை அளவிட இந்த விழிப்புணர்வு காரணி மற்றும் சைன் அலை ஜெனரேட்டரின் உள் எதிர்ப்பு ஆர் 1 ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தலாம்.

R2 = ⍺ x R1

எனவே, மின்தேக்கிகளின் ஈ.எஸ்.ஆரைக் கணக்கிட ஒரு செயல்பாட்டு ஜெனரேட்டர் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

பொதுவாக, ஈஎஸ்ஆர் மதிப்பு சில மில்லியோம்கள் முதல் பல ஓம்கள் வரை இருக்கும். அலுமினிய எலக்ட்ரோலைடிக் மற்றும் டான்டலம் மின்தேக்கிகள் பெட்டி வகை அல்லது பீங்கான் மின்தேக்கிகளுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக ஈ.எஸ்.ஆர். இருப்பினும், மின்தேக்கி உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தில் நவீன முன்னேற்றம் சூப்பர் குறைந்த ஈஎஸ்ஆர் மின்தேக்கிகளை உற்பத்தி செய்வதை சாத்தியமாக்குகிறது.

மின்தேக்கியின் செயல்திறனை ESR எவ்வாறு பாதிக்கிறது

மின்தேக்கியின் ஈஎஸ்ஆர் மதிப்பு மின்தேக்கி வெளியீட்டிற்கு ஒரு முக்கியமான காரணியாகும். உயர் ஈ.எஸ்.ஆர் மின்தேக்கி உயர் மின்னோட்ட பயன்பாட்டில் வெப்பத்தை சிதறடிக்கும் மற்றும் மின்தேக்கி ஆயுள் இறுதியில் குறைகிறது, இது மின்னணு சுற்றுகளில் செயலிழப்புக்கு பங்களிக்கிறது. மின்சாரம் வழங்குவதில், அதிக மின்னோட்டம் ஒரு கவலையாக இருக்கும்போது, ​​குறைந்த ESR மின்தேக்கிகள் வடிகட்டுதல் நோக்கங்களுக்காக தேவைப்படுகின்றன.

மின்சாரம் தொடர்பான செயல்பாடுகளில் மட்டுமல்ல, குறைந்த ஈ.எஸ்.ஆர் மதிப்பும் அதிவேக சுற்றுக்கு அவசியம். மிக உயர்ந்த இயக்க அதிர்வெண்களில், பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான மெகா ஹெர்ட்ஸ் முதல் பல ஜிகாஹெர்ட்ஸ் வரை, மின்தேக்கியின் ஈஎஸ்ஆர் சக்தி விநியோக காரணிகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

மின்தேக்கியில் ஈ.எஸ்.எல்

ஈ.எஸ்.ஆர் போலவே, ஈ.எஸ்.எல் மின்தேக்கிகளுக்கும் ஒரு முக்கியமான காரணியாகும். முன்பு விவாதித்தபடி, உண்மையான சூழ்நிலையில் மின்தேக்கிகள் சிறந்தவை அல்ல. ஒரு தவறான எதிர்ப்பு மற்றும் தவறான தூண்டல் உள்ளது. மின்தேக்கியின் பொதுவான ESL மாதிரி கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. மின்தேக்கி சி சிறந்த மின்தேக்கி மற்றும் தூண்டல் எல் என்பது தொடர் மின்தேக்கியுடன் தொடரில் இணைக்கப்பட்ட தொடர் தூண்டல் ஆகும்.

பொதுவாக, ESL தற்போதைய சுழற்சியை மிகவும் நம்பக்கூடியது; தற்போதைய வளையத்தின் அதிகரிப்பு மின்தேக்கிகளில் ESL ஐ அதிகரிக்கிறது. முன்னணி முடித்தல் மற்றும் சுற்று இணைக்கும் புள்ளி (பட்டைகள் அல்லது தடங்கள் உட்பட) இடையேயான தூரம் மின்தேக்கிகளில் ESL ஐ பாதிக்கிறது, ஏனெனில் அதிகரித்த முடித்தல் தூரம் தற்போதைய சுழற்சியை அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக அதிக சமமான தொடர் தூண்டல் ஏற்படுகிறது.

ஒரு மின்தேக்கியின் ESL ஐ அளவிடுதல்

மின்தேக்கி உற்பத்தியாளரின் தரவுத்தாள் வழங்கிய மின்மறுப்பு மற்றும் அதிர்வெண் சதித்திட்டத்தைக் கவனிப்பதன் மூலம் ஈ.எஸ்.எல் அளவீடு எளிதாக செய்ய முடியும். மின்தேக்கி முழுவதும் அதிர்வெண் மாறும்போது மின்தேக்கியின் மின்மறுப்பு மாறுகிறது. சூழ்நிலையின் போது, ​​ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணில் கொள்ளளவு எதிர்வினை மற்றும் தூண்டல் எதிர்வினை சமமாக இருக்கும்போது, அது 'முழங்கால் புள்ளி' என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த கட்டத்தில், மின்தேக்கி சுய ஒத்ததிர்வு. மின்தேக்கி 'முழங்கால்' இடத்தை அடையும் வரை அல்லது சுய-ஒத்ததிர்வு அதிர்வெண்ணில் அடையும் வரை மின்தேக்கியின் ஈ.எஸ்.ஆர் மின்மறுப்பு சதித்திட்டத்தை தட்டையானது. முழங்கால் புள்ளியின் பின்னர், மின்தேக்கியின் ஈ.எஸ்.எல் காரணமாக மின்தேக்கி மின்மறுப்பு அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது.

மேலே உள்ள படம் ஒரு எம்.எல்.சி.சி (மல்டி லேயர் பீங்கான் மின்தேக்கி) இன் மின்மறுப்பு மற்றும் அதிர்வெண் சதி. மூன்று மின்தேக்கிகள், 100nF, 1nF X7R வகுப்பு மற்றும் 1nF NP0 வகுப்பு மின்தேக்கிகள் காட்டப்பட்டுள்ளன. வி வடிவ சதித்திட்டத்தின் கீழ் புள்ளியில் 'முழங்கால்' புள்ளிகளை எளிதாக அடையாளம் காணலாம்.

முழங்கால் புள்ளி அதிர்வெண் அடையாளம் காணப்பட்டவுடன், ESL ஐ பின்வரும் சூத்திரத்தால் அளவிட முடியும்

அதிர்வெண் = 1 / (2π√ (ESL x C))

மின்தேக்கி வெளியீட்டை ESL எவ்வாறு பாதிக்கிறது

மின்தேக்கிகளின் வெளியீடு ESR ஐப் போலவே அதிகரித்த ESL ஆல் குறைகிறது. அதிகரித்த ESL மின்னோட்டத்தின் தேவையற்ற ஓட்டத்திற்கு பங்களிக்கிறது மற்றும் EMI ஐ உருவாக்குகிறது, இது அதிக அதிர்வெண் பயன்பாடுகளில் செயலிழப்புகளை மேலும் உருவாக்குகிறது. மின்சாரம் தொடர்பான அமைப்பில், ஒட்டுண்ணி தூண்டல் அதிக சிற்றலை மின்னழுத்தத்திற்கு பங்களிக்கிறது. சிற்றலை மின்னழுத்தம் மின்தேக்கிகளின் ESL மதிப்புக்கு விகிதாசாரமாகும். மின்தேக்கியின் பெரிய ஈ.எஸ்.எல் மதிப்பு ரிங்கிங் அலைவடிவங்களைத் தூண்டக்கூடும், இதனால் சுற்று ஒற்றைப்படை.

ESR மற்றும் ESL இன் நடைமுறை முக்கியத்துவம்

கீழேயுள்ள படம் மின்தேக்கியில் ESR மற்றும் ESL இன் உண்மையான மாதிரியை வழங்குகிறது.

இங்கே, மின்தேக்கி சி ஒரு சிறந்த மின்தேக்கி, மின்தடை R என்பது சமமான தொடர் எதிர்ப்பு மற்றும் தூண்டல் L என்பது சமமான தொடர் தூண்டல் ஆகும். இந்த மூன்றையும் இணைத்து உண்மையான மின்தேக்கி தயாரிக்கப்படுகிறது.

ஈ.எஸ்.ஆர் மற்றும் ஈ.எஸ்.எல் ஒரு மின்தேக்கியின் அவ்வளவு இனிமையான பண்புகள் அல்ல, அவை மின்னணு சுற்றுகளில், குறிப்பாக அதிக அதிர்வெண் மற்றும் உயர் மின்னோட்ட பயன்பாடுகளில் பலவிதமான செயல்திறனைக் குறைக்கின்றன. உயர் ஈ.எஸ்.ஆர் மதிப்பு ஈ.எஸ்.ஆரால் ஏற்படும் மின் இழப்புகளால் மோசமான செயல்திறனுக்கு பங்களிக்கிறது; பவர் சட்டம் I ² R ஐப் பயன்படுத்தி மின் இழப்பைக் கணக்கிடலாம், அங்கு R என்பது ESR மதிப்பு. இது மட்டுமல்லாமல், ஓம்ஸ் சட்டத்தின்படி அதிக ஈ.எஸ்.ஆர் மதிப்பு காரணமாக சத்தம் மற்றும் உயர் மின்னழுத்த வீழ்ச்சி ஏற்படுகிறது. நவீன மின்தேக்கி உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் மின்தேக்கியின் ESR மற்றும் ESL மதிப்பைக் குறைக்கிறது. மல்டிலேயர் மின்தேக்கிகளின் இன்றைய SMD பதிப்புகளில் ஒரு பெரிய முன்னேற்றத்தைக் காணலாம்.

குறைந்த ஈ.எஸ்.ஆர் மற்றும் ஈ.எஸ்.எல் மதிப்பு மின்தேக்கிகள் மின்வழங்கல் சுற்றுகள் அல்லது எஸ்.எம்.பி.எஸ் வடிவமைப்புகளை மாற்றுவதில் வெளியீட்டு வடிப்பான்களாக விரும்பப்படுகின்றன, ஏனெனில் இந்த நிகழ்வுகளில் மாறுதல் அதிர்வெண் அதிகமாக உள்ளது, பொதுவாக நூற்றுக்கணக்கான கிலோஹெர்ட்ஸ் வரையிலான பல MH _z க்கு அருகில் உள்ளது. இதன் காரணமாக உள்ளீட்டு மின்தேக்கி மற்றும் வெளியீட்டு வடிகட்டி மின்தேக்கிகள் குறைந்த ஈ.எஸ்.ஆர் மதிப்பில் இருக்க வேண்டும், இதனால் குறைந்த அதிர்வெண் சிற்றலைகள் மின்சாரம் வழங்கல் அலகு ஒட்டுமொத்த செயல்திறனில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது. மின்தேக்கிகளின் ஈ.எஸ்.எல் குறைவாக இருக்க வேண்டும், இதனால் மின்தேக்கியின் மின்மறுப்பு மின்சாரம் மாறுதல் அதிர்வெண்ணுடன் தொடர்பு கொள்ளாது.

குறைந்த இரைச்சல் மின்சக்தியில், சத்தங்களை அடக்க வேண்டிய மற்றும் வெளியீட்டு வடிகட்டி நிலைகள் எண்ணிக்கையில் குறைவாக இருக்க வேண்டும், உயர் தரமான சூப்பர் லோ ஈ.எஸ்.ஆர் மற்றும் குறைந்த ஈ.எஸ்.எல் மின்தேக்கிகள் சுமூகமான வெளியீடு மற்றும் சுமைக்கு நிலையான மின்சாரம் வழங்க பயனுள்ளதாக இருக்கும். அத்தகைய பயன்பாட்டில், பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் பொருத்தமான தேர்வாகும் மற்றும் அலுமினிய எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகளை விட பொதுவாக விரும்பப்படுகின்றன.